Ventana híbrida que transforma la luz solar en electricidad y agua caliente revoluciona la eficiencia energética urbana

**Investigadores desarrollan ventana híbrida que genera electricidad y agua caliente a 50 °C**

Un equipo de científicos de Alemania y el Reino Unido ha presentado un innovador sistema de ventana híbrida fotovoltaica-térmica (PVTW, por sus siglas en inglés) que combina la generación de electricidad con la producción de agua caliente para uso doméstico. Este avance, liderado por investigadores del Imperial College London y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), busca maximizar la eficiencia energética en edificios al integrar tecnologías solares directamente en las ventanas.

### **La necesidad de soluciones integradas**
La instalación de paneles solares convencionales y colectores térmicos en edificios enfrenta limitaciones de espacio, especialmente en áreas urbanas donde los techos disponibles son reducidos. Este desafío ha impulsado el desarrollo de tecnologías integradas que optimicen el uso del espacio y proporcionen múltiples formas de energía. La ventana PVTW responde a esta necesidad al combinar una capa fotovoltaica semitransparente con un sistema de absorción térmica basado en líquidos.

### **Diseño y funcionamiento del sistema**
El corazón de esta ventana híbrida es una capa de vidrio equipada con microfranjas de silicio amorfo (a-Si), un material fotovoltaico semitransparente que permite generar electricidad al absorber parte de la luz solar. La luz no capturada por la capa fotovoltaica atraviesa el vidrio y calienta una capa de agua de 4 mm de espesor situada debajo. Este sistema incluye tubos de latón que actúan como entrada y salida del agua, así como marcos de policarbonato que sujetan las capas de vidrio.

### **Pruebas y resultados**
El sistema fue evaluado en un tejado de Londres durante el verano de 2021, con temperaturas máximas de 34 °C y una irradiancia solar de 1,100 W/m² al mediodía. Las pruebas se realizaron con inclinaciones de 30°, 60° y 90°, y los resultados se compararon con un módulo de referencia denominado ventana térmica solar (STW), que carece de la capa fotovoltaica.

Los resultados mostraron que la ventana PVTW alcanzó una eficiencia eléctrica máxima del 3.6% y una eficiencia térmica del 17.6%. A una inclinación de 30°, el sistema produjo agua caliente a 50 °C, lo que lo hace adecuado para aplicaciones domésticas, además de generar electricidad para satisfacer parte de las necesidades energéticas del edificio.

### **Impacto en la vida cotidiana**
El estudio también evaluó el potencial de esta tecnología para cubrir la demanda de agua caliente en una vivienda típica de Londres, ocupada por cuatro personas. Según los investigadores, una superficie de 1.2 m² de estas ventanas sería suficiente para satisfacer instantáneamente las necesidades de agua caliente. Si se incorpora un sistema de almacenamiento, se requerirían aproximadamente 2.8 m² para cubrir toda la demanda diaria sin necesidad de un sistema de respaldo.

### **Un paso hacia la sostenibilidad urbana**
Este desarrollo no solo destaca por su capacidad de generar energía de manera eficiente, sino también por su diseño integrado que permite aprovechar espacios que tradicionalmente no se utilizan para la generación de energía. Además, en comparación con la ventana térmica solar convencional, la PVTW ofrece una mayor eficiencia térmica y la ventaja adicional de producir electricidad.

El estudio completo, titulado *“A Building-Integrated Hybrid Photovoltaic-Thermal (PV-T) Window for Synergistic Light Management, Electricity and Heat Generation”*, fue publicado en la revista científica *Advanced Science*. Este avance representa un paso significativo hacia la creación de edificios más sostenibles y autosuficientes en entornos urbanos.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/12/09/photovoltaic-thermal-window-achieves-3-6-electrical-efficiency-provides-hot-water-at-50-c/